用于在实时运动模式与精确定位模式之间切换的卫星导航接收器及方法技术

一种接收器(12或30)或方法，使用偏移矢量来提供实时运动(RTK)模式和精确定位模式(例如，精确点定位，PPP)之间的无缝切换。偏移模块(130)或数据处理器(159)被布置成确定精确位置与RTK位置估计之间的偏移。在RTK信号丢失时，切换到精确位置模式基于最后一个可用的RTK位置(例如，如果精确位置模式被收敛到具有载波相位的解算的模糊度的位置解)，其中下一个精确位置估计由偏移或参考坐标系偏置补偿，以避免该下一个精确位置估计的跳变或不连续性。

Satellite navigation receiver and method for switching between real time motion mode and precise positioning mode

A receiver (12 or 30) or method uses offset vectors to provide seamless handoff between real-time motion (RTK) mode and precise location mode (for example, precise point positioning, PPP). The offset module (130) or the data processor (159) is arranged to determine the offset between the precise position and the RTK position estimation. When the signal of RTK is lost, switch to the exact location model last available based on RTK position (for example, if the exact location mode is convergence to the solution of fuzzy position with carrier phase, the solution) an accurate position estimation by reference coordinate offset or bias compensation, in order to avoid the an accurate position estimation of jump or discontinuity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在实时运动模式与精确定位模式之间切换的卫星导航接收器及方法相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119，本文件(包括附图)要求基于2015年6月29日提交的美国临时申请号62/186,009以及于2015年9月17日提交的美国临时申请号62/219,880的优先权和申请日的权益，其中这些临时申请通过引用结合于此。
本公开涉及用于在实时运动模式和精确定位模式之间(无缝的或平滑的、准确的)切换的卫星导航接收器以及方法。
技术介绍
在一些现有技术中，卫星导航接收器可以在位置估计的实时运动(RTK)模式和精确定位模式之间转换。为了在RTK模式下工作，接收器需要本地可用的、用RTK校正数据编码的RTK信号。如果RTK信号中断、损坏或丢失，则RTK模式可能暂时不可用，并且接收器可能转换到精确定位模式。然而，RTK模式与精确定位模式之间的转换可能是突然的，或者导致接收器或与接收器相关联的车辆的位置跳变或不连续。而且，在RTK信号中断、损坏或丢失之后，在某些现有技术中，卫星接收器只能在最大限度时间段(例如，十五分钟)内提供与丢失的RTK模式一致的准确度。如果RTK信号在最大限度时间内没有恢复或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作卫星导航接收器的方法，所述方法包括：接收一个或多个卫星信号；测量所接收的卫星信号的载波相位；接收用RTK校正数据编码的实时运动(RTK)信号；通过实时运动(RTK)位置估算器，基于所接收的卫星信号的已被测量的载波相位和在RTK校正模式下所接收的RTK校正数据来确定实时运动位置；接收用精确校正数据编码的精确信号；由精确定位估算器，基于所接收的卫星信号的已被测量的载波相位和在精确校正模式中所接收的精确校正数据，确定精确位置；确定在相同的测量时间或历元的所述精确位置与所述RTK位置之间的偏移矢量；和在所述RTK信号丢失、中断或损坏时，在最后可用RTK位置之后切换到精确位置模式，其中下一个...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.29 US 62/186,009;2015.09.17 US 62/219,880;1.一种用于操作卫星导航接收器的方法，所述方法包括：接收一个或多个卫星信号；测量所接收的卫星信号的载波相位；接收用RTK校正数据编码的实时运动(RTK)信号；通过实时运动(RTK)位置估算器，基于所接收的卫星信号的已被测量的载波相位和在RTK校正模式下所接收的RTK校正数据来确定实时运动位置；接收用精确校正数据编码的精确信号；由精确定位估算器，基于所接收的卫星信号的已被测量的载波相位和在精确校正模式中所接收的精确校正数据，确定精确位置；确定在相同的测量时间或历元的所述精确位置与所述RTK位置之间的偏移矢量；和在所述RTK信号丢失、中断或损坏时，在最后可用RTK位置之后切换到精确位置模式，其中下一个精确位置估计由所述偏移矢量或参考坐标系偏置补偿，以避免该下一个精确位置估计的跳变或不连续性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述偏移矢量包括：在所述精确位置估算器收敛时或之后，确定所述精确位置与所述RTK位置之间的所述偏移矢量，以解算与所述精确位置相关联的载波相位的模糊度。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述精确位置未准备好或未收敛以解算所接收的卫星信号的已被测量的载波相位的模糊度时，通过相对位置估算器，基于所述移动接收器在相对位置模式中的时间差分相位测量结果，来确定估计的相对位置。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述精确位置未准备好或未收敛以解算所接收的卫星信号的已被测量的载波相位的模糊度时，基于优先级逻辑使用移动偏移矢量、存储的偏移矢量或相对位置矢量。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述RTK信号丢失时，基于所述移动接收器的最后可用RTK位置，切换到扩展RTK位置模式；其中，下一个扩展RTK位置估计由包括参考接收器的观测位置和所述参考接收器的已知位置之间的差分位置矢量的所述偏移矢量补偿，以避免该下一个扩展RTK位置估计的跳变或不连续性。6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过平滑滤波器在多个测量时间或历元内平滑所述偏移矢量，其中所述平滑滤波器基于来所述自参考接收器的所述偏移矢量的先前值、卡尔曼增益以及瞬时偏移矢量反复地确定平滑的值。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：对所述偏移矢量或与所述偏移矢量相关联的多个卡尔曼新息执行质量检查，其中在任一新息改变多于最大阈值位移时，拒绝来自所述参考接收器的所述基本偏移矢量的测量结果，并且该测量结果不用作被平滑的偏移矢量的一部分。8.根据权利要求6所述的方法，还包括：在二维水平新息具有大于一个西格玛水平协方差或者如果所述垂直新息具有大于一个西格玛垂直协方差时，使所述过程噪声矩阵膨胀，其中膨胀过程通知矩阵被应用以更新所述平滑滤波器的卡尔曼增益。9.根据权利要求1所述的方法，其中，根据以下等式平滑所述偏移矢量：其中I是单位矩阵，yk是在时间k处来自所述基站或参考接收器的、被转换到东北天(NEU)坐标系中的所述瞬时偏移矢量测量，K是使用以下等式计算的卡尔曼增益：K＝(Pk+Q)(R+Pk+Q)-1其中使用以下等式计算所述后验协方差矩阵Pk：Px+1＝(I-K)(Pk+Q)(I-K)T+KRKT其中，Q是对角线过程噪声矩阵，该对角线过程噪声矩阵的元素用于调整所述平滑滤波器，其中R是所述测量协方差矩阵。10.根据权利要求1所述的方法，其中：在所述RTK信号丢失、中断或损坏时，当达到用于从基站接收的基本偏移矢量的平滑滤波器的初始化时间段的结束时，以及当所述移动接收器已经结合与所述精确位置相关联的所测量的载波相位的模糊度解算获得在所述精确位置上的收敛时，切换到精确位置模式，其中下一个精确位置估计由被平滑的基准偏移矢量补偿，以避免该下一个精确位置估计的跳变或不连续性。11.根据权利要求1所述的方法，其中：在所述RTK信号丢失、中断或损坏时：如果所述参考接收器的所述精确位置已经收敛，以及如果在初始化阶段之后平滑了实时基本偏移矢量，则切换到具有由参考接收器提供的实时基本偏移矢量的、作为第一优先级的精确位置模式；如果所述移动接收器的所述精确位置已经收敛，则切换到具有由所述移动接收器提供的实时移动偏移矢量的、作为第二优先级的精确位置模式；如果所述移动接收器的所述精确位置已经确定了与所述精确位置相关联的模糊度的浮点解，则切换到具有实时基本偏移矢量或实时移动偏移矢量的、作为第三优先级的精确位置模式；如果所述移动接收器的数据存储装置中的存储的偏移矢量相对于测量时间与所述当先时间之间的时间段是足够最新的，则切换到具有所述存储的偏移矢量的、作为第四优先级的精确位置模式，其中所述实时偏移矢量不可用。12.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述RTK信号丢失、中断或损坏时；如果所述参考接收器的所述精确位置已经收敛，则切换到具有由所述参考接收器提供的实时基本偏移矢量的、作为第一优先级的精确位置模式；如果所述移动接收器的所述精确位置已经收敛，则切换到具有由所述移动接收器提供的实时移动偏移矢量的、作为第二优先级的精确位置模式；如果所述移动接收器的所述精确位置没有收敛到与第一优先级或第二优先级一致，则切换到作为第三优先级的相对位置模式。13.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定移动偏移矢量与所述偏移矢量之间的差值，其中所述偏移矢量包括来自参考接收器的被平滑的基本偏移矢量；确定所述移动偏移矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿迪卡·普拉蒂普塔·李，迈克尔·A·塞特泽维，邵云峰，戴立文L，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US